Wie leistungsfähig kann ein Schülermikroskop sein?

Hallo liebe Freunde der Mikrokristalle,

kann ein Schülermikroskop mit einem Labormikroskop  hinsichtlich Abbildungsleistung konkurrieren?

Natürlich nicht! Aber wie groß fällt der Unterschied eines guten Schülermikroskops im Vergleich zu einem guten Labormikroskop tatsächlich aus? Dieser Frage möchte ich in diesem Blogbeitrag nachgehen, und schränke sofort ein: Meine Aussage gilt nur für Mikrofotos von Kristallen im polarisierten Licht bei schwacher Vergrößerung. Und, ob jedes Schülermikroskop so gut ist wie das von mir verwendete, kann ich natürlich auch nicht sagen. Ins Rennen gehen:

Schülermikroskop Meopta AZ2 aus Tschechien mit achromatischen Objektiven. Das Instrument stammt aus dem Jahre 1986 und hat zu der Zeit ca. 100 DM gekostet. Es wird wohl nicht mehr hergestellt.

Schülermikroskop AZ2 Meopta

Schülermikroskop Meopta AZ2

Labormikroskop Hund H600 mit planachromatischen Objektiven, Kameraadapter und orientierender Polarisationseinrichtung. Preis ca. 3000 EURO.

Labormikroskop H 600

Labormikroskop H 600

Kostenmäßig sprechen wir also von ganz unterschiedlichen Welten.

Als Kamera wurde beim Meopta AZ2 eine Nikon D300s, beim Hund H600 eine Nikon D610 verwendet.

Die Adaption an das Meopta AZ2 erfolgte mit einem T2-Ring (gibt es für alle gängigen Spiegelreflexkameras z.B. bei Amazon), auf dem ein drehbares Zirkularpolarisationsfilter saß, und einem Schaumstoffschlauch aus dem Baumarkt. Der Schlauch ragt etwa 3 mm über das Okular hinaus, der T2-Ring mit dem Polarisationsfilter liegt auf dem Schlauch lichtdicht auf.

 

Nikon D300s an Meopta AZ2.

Nikon D300s an Meopta AZ2.

 

T2-Ring mit Zirkularpolarisationsfilter und Schaumstoffschlauch.

T2-Ring mit Zirkularpolarisationsfilter und Schaumstoffschlauch.

 

2.Zirkularpolarisationsfilter unter dem Objektträger

2.Zirkularpolarisationsfilter unter dem Objektträger.

 

Auf dem Objekttisch, unter dem Objektträger befindet sich ein weiteres Zirkularpolarisationsfilter. Der besondere Vorteil dieses simplen Adaptersystems liegt darin, dass Erschütterungen beim Auslösen der Kamera kaum auf das Mikroskop übertragen werden. Die Kamera wurde mit einer Wasserwaage horizontal ausgerichtet. Schließt der Schlauch oben nicht ganz lichtdicht ab, kann man mit schwarzem Isolierband um Schlauch und Polfilter abdichten. (Ich fotografiere meist in einem abgedunkelten Raum, da geht es ohne Abdichtung).

Als Objekt wurde Adipinsäure verwendet, die auf einem Objektträger mit Deckglas aufgeschmolzen wurde. Die Fotos wurden im RAW-Format aufgenommen und in das JPG-Format ohne jegliche Nachbearbeitung konvertiert.

Hier die Ergebnisse:

Adipinsäure AZ2 Objektiv 3,3x Okular 15x

Adipinsäure
Meopta AZ2
Okular 15x
Achromatisches Objektiv 3,3x

 

Hund H600 Okular 10x Objektiv 4x

Adipinsäure
Hund H600
Okular 10x
Planchromatisches Objektiv 4x

 

 

 

Meopta AZ 2 Okular 15x Achromatisches Objektiv 3,3x

Meopta AZ 2
Okular 15x
Achromatisches Objektiv 3,3x

 

Hund H600 Okular 10x Planchromatisches Objektiv 4x

Adipinsäure
Hund H600
Okular 10x
Planchromatisches Objektiv 4x

 

 

 

Meopta AZ 2 Okular 15x Achromatisches Objektiv 3,3x

Adipisäure
Meopta AZ 2
Okular 15x
Achromatisches Objektiv 3,3x

 

Adipinsäure Hund H600 Okular 10x Planchromatisches Objektiv 4x

Adipinsäure
Hund H600
Okular 10x
Planchromatisches Objektiv 4x

 

 

 

Adipinsäure Meopta AZ 2 Okular 15x Achromatisches Objektiv 3,3

Adipinsäure
Meopta AZ 2
Okular 15x
Achromatisches Objektiv 3,3

 

Adipinsäure Hund H600 Okular 10x Planchromatisches Objektiv 4x

Adipinsäure
Hund H600
Okular 10x
Planchromatisches Objektiv 4x

Ein Vergleich der Aufnahmen zeigt schon recht deutliche Schärfenunterschiede. Auf einem großen Monitor betrachtet, kommen diese noch klarer heraus. Das war aber auch zu erwarten, sonst wäre der finanzielle Aufwand für ein gutes Labormikroskop nicht zu rechtfertigen. Aber ich finde, auch die Aufnahmen mit dem Schülermikroskop sind sehr ansehnlich, und wenn man sie etwas nachschärfen würde, sähen sie richtig gut aus.

Diese Aufnahmen gelingen mit dem Body einer Spiegelreflexkamera besser, als mit Digitalkameras mit festem Objektiv. Letztere lassen sich mit der Methode wie hier beschrieben nicht immer formatfüllend adaptieren. Man muss es im Einzelfall ausprobieren. In beiden Fällen kann man das Original Okular verwenden. Ich löse immer mit dem Selbstauslöser aus, um Verwacklungen zu vermeiden. Oder man steuert die Kamera  über den PC, siehe meinen Blogbeitrag :

https://mikrokristalle.com/2015/10/01/digicamcontrol-ein-steuerungsprogramm-fuer-digitalcameras/

Soviel für heute, liebe Freunde der Mikrokristalle.

Auch wenn in diesem Jahr weniger Äpfel an unseren heimischen Bäumen gereift sind, ist die Äpfelsäure das Thema meines nächsten Blogbeitrags.

Bis dahin wünsche ich eine gute Zeit.

 

H-D-S

 

 

 

 

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Mein Labormikroskop H 600.

Hallo liebe Freude der Mikrokristalle,

heute möchte ich das Mikroskop vorstellen, mit dem ich die meisten der auf meinem Blog gezeigten Mikrofotos im polarisierten Licht aufgenommen habe.

Zwei Dinge vorab:

Ich habe schon des Öfteren angemerkt, dass ich von Firmen keine Zuwendungen irgendwelcher Art erhalte, ich bin daher in meinem Urteil auch völlig unabhängig.

Gute Mikrofotos im polarisierten Licht kann man auch mit relativ einfachen und preiswerten Mikroskopen erzielen, wenn man bereit ist, ein wenig zu basteln. Keinesfalls ist unbedingt ein Labor- oder gar Forschungsmikroskop erforderlich.
Warum ich dennoch ein Labormikroskop benutze werde ich später erläutern.
Hier zunächst mein Mikroskop mit Kamera und Mikroskopadapter:

Labormikroskop Hund H 600

Labormikroskop Hund H 600 mit Mikroskopadapter und Kamera.

 

Mikroskope werden grob in 3 Klassen eingeteilt: Übungsmikroskope, Labormikroskope und Forschungsmikroskope.

Mein H 600 der Firma Hund in Wetzlar fällt  in die Klasse der Labormikroskope. Warum habe ich mich für ein Instrument der Firma Hund entschieden? Neben Zeiss und Leitz gibt es in Deutschland kaum noch Hersteller von Mikroskopen. Labormikroskope der beiden erstgenannten Firmen sind hervorragende Instrumente, die jeder begeisterte Mikroskopiker sich wünscht. Sie überschreiten aber die Mittel, die ich für ein Mikroskop ausgeben mag.

Gelegentlich haben Mitarbeiter der beiden großen deutschen Mikroskophersteller den Schritt in die Selbständigkeit gewagt.  So hat ein Mitarbeiter von Leitz die Firma Will gegründet, die sehr gute Mikroskope fertigte. Später wurde diese von der Firma Hund übernommen. Der Bau von Mikroskopen ist ein Zweig des Unternehmens mit Sitz in Wetzlar. Man kann sich bei Hund ein Mikroskop nach den eigenen Bedürfnissen zusammenstellen lassen und wird dabei sehr gut beraten. Die Instrumente sind von hoher Qualität und liegen preislich doch deutlich unter denen der „Großen Vier“ (Leitz, Zeiss, Nikon, Olympus). Wer für sich die Freude am Mikroskopieren entdeckt hat, kann ein Mikroskop von Hund bei steigenden Bedürfnissen auch aufrüsten. Diesen Aspekt finde ich sehr wichtig. Es gibt Mikroskope fernöstlicher Hersteller, die im Preis-/Leistungsverhältnis kaum zu schlagen sind. Ob sie nach 5 oder 10 Jahren  z.B. mit einer Polarisationseinrichtung oder einem Dunkelfeldkondensator nachgerüstet werden können  oder ob es noch Ersatzteile gibt, ist doch sehr fraglich. Bei Hund ist das wohl gegeben und die Firma bietet eine Instandsetzungsgarantie von 20 Jahren!

Für mich war auch wichtig, genau die Objektive zu bekommen, die für meine Zwecke geeignet sind. Ich habe Planachromate gewählt. Warum Planachromate? Standard-Objektive für Mikroskope sind Achromate. Sie sind farbkorrigiert, zeigen aber zu den Rändern hin Unschärfe. Das ist überhaupt kein Problem, wenn man ein Präparat durch das Mikroskop betrachtet. Mit dem Feintrieb arbeitet man ohnehin ständig und stellt so mal auf die Mitte, mal auf den Rand hin scharf. Wenn man aber das Präparat fotografiert, wirkt sich diese Randunschärfe sehr störend aus. Dafür gibt es Planachromate, welche die Randunschärfe korrigieren. Nachteil: Sie sind teurer. (Die Farbkorrektur der Achromate und Planachromate ist nicht vollständig. Objektive mit dem höchsten Korrekturgrad sind die Planapochromate. Sie benötigen spezielle Glassorten und sind extrem aufwendig zu fertigen und kosten daher schnell mehre Tausend Euro pro Stück).

Wichtig war mir die Einstellung der Köhlerschen Beleuchtung. Dafür ist eine Leuchtfeldblende erforderlich. Der rote Einstellring der Blende befindet sich unter dem Beleuchtungsstutzen auf dem Foto. Notwendig ist zusätzlich ein höhenverstellbaren Kondensor mit Aperturblende, der sich unter dem Kreuztisch angebracht ist.

Bei meinem  Mikroskop kann man sich entscheiden für eine vollständige oder eine orientierende Polarisationseinrichtung. Ich habe die orientierende gewählt, hier ein Foto:

Polfilter

Polarisator und Analysator.

 

 

Der Polarisator liegt auf dem Beleuchtungsstutzen und wird mit dem Hebel gedreht. Der Analysator wird oberhalb des Objektivrevolvers in den Schlitz für Filterschieber eingeschoben. Bei der orientierenden Polarisation kann man keinen Drehwinkel bestimmen, was für mich aber auch nicht nötig ist. Ich habe daher auch keinen Drehtisch sondern einen Kreuztisch gewählt.

Wenn man Fotos mit einer Spiegelreflexkamera von seinen  Präparaten anfertigen will, muß die Kamera an das Mikroskop adaptiert werden. Bei Hund erhält man einen Adapter, firmenintern „Ofenrohr“ genannt. Er wird an dem trinokularen  Fototubus befestigt. In dem Rohr befindet sich eingeschoben ein Okular. Kameraseitig besitzt der Adapter ein M42-Gewinde. Die Kamera wird mit einem T2-Ring, den es für alle gängigen Kameras gibt aufgeschraubt. Hund liefert einen T2-Ring für Canon-Kameras mit. Für meine Nikon musste ich mir einen für wenige Euro im Fotohandel kaufen. Der Fototubus kann so justiert werden, daß man durch Okular und Kamera gleichzeitig ein scharfes Bild sieht.

Meine Nikon ist eine Vollformat-Kamera. Das Vollformat ist ein Luxus, den man nur benötigt, wenn man seine Fotos stark vergrößern will oder wenn man Bilder z.B. an Kalenderverlage verkaufen möchte. Die akzeptieren nur Aufnahmen im Vollformat.

Meine Kamera ist mit einem PC verbunden und wird über diesen gesteuert. Entsprechend benutze ich auch einen großen Bildschirm. Als Software zur Steuerung verwende ich Nikon Camera Control Pro2. Die ganze Einrichtung ist fest installiert. Ich fotografiere fast täglich und habe keine Lust, immer wieder alles aufzubauen. Die Einrichtung, wie ich sie hier beschrieben habe, ermöglicht ein stressfreies Arbeiten, nichts muss ständig nachjustiert oder aufgebaut werden, die Kamera sitzt fest auf dem Mikroskop. Alles ist sehr bequem. Aber das hat auch seinen Preis.

Wer über das Betrachten und Fotografieren von Mikrokristallen hinaus das Mikroskop z.B. für mikrobiologische oder histologische Untersuchungen verwendet, wird erst dann die tatsächliche Leistungsfähigkeit dieses Instruments erkennen und zu schätzen wissen. In Arztpraxen und medizinischen Labors werden besondere Anforderungen an Mikroskope gestellt. Dieses Mikroskop ist dafür zugelassen.

Da es mein besonderes Anliegen ist, gerade jungen Menschen das Arbeiten mit dem Mikroskop nahe zu bringen, hier nochmals der Hinweis: Alles geht auch mit einem Schülermikroskop und einer einfachen Kamera! Ich greife auch immer mal wieder zu meinem schönen alten Feldmikroskop der tschechischen Marke Meopta und bin erfreut und erstaunt über die wunderbaren Bilder, die man auch mit einer ganz einfachen Ausrüstung machen kann.

Hier noch zur Entspannung ein Foto von Acetylsalicylsäure, dem Wirkstoff in Aspirin-Tabletten, aufgenommen mit dem Hund H 600:

Acetylsalicylsäure-Kristalle, fotografiert im polarisierten Licht.

Acetylsalicylsäure-Kristalle, fotografiert im polarisierten Licht.

 

Soviel für heute, liebe Freunde der Mikrokristalle. In meinem nächsten Blogbeitrag möchte ich einige Fotos von Mikrokristallen im polarisierten Licht vergleichen, die mit  einem Schülermikroskops  und einem Labormikroskop aufgenommen wurden.

Bis dahin wünsche ich eine gute Zeit.

H-D-S

 

 

 

 

 

 

Mikrokristalle fotografieren mit dem Smartphone.

Hallo liebe Freunde der Mikrokristalle,

Mit einem einfachen Mikroskop und einer Smartphone-Kamera Mikrokristalle im polarisierten Licht fotografieren, geht das?

Ja, es geht und sogar gar nicht schlecht. Als Objekt dient das Schmerzmittel Paracetamol, das rezeptfrei in der Apotheke gekauft werden kann. Wie man daraus den Wirkstoff isoliert, findet man im Blog-Beitrag „Paracetamol“.

Das abgebildete Mikroskop ist ein Instrument der tschechischen Firma Meopta und wurde um 1980 herum gebaut. Es hat damals ca. 100 DM gekostet. Es ist ein so genanntes Feldmikroskop. Leider wird es nicht mehr hergestellt, manchmal findet man es noch bei eBay.

 

Meopta-Feldmikroskop

Meopta-Feldmikroskop

 

Das Mikroskop besitzt 3 Objektive 3,3x, 6,7x und 20x sowie ein Okular 15x. Die für die Aufnahmen erforderliche Polarisationseinrichtung wird aus einer linearen Polarisationsfolie zurecht geschnitten. Im Internet gibt es, z.B. von der Firma Screen-Tech, lineare Polarisationsfilter-Folien 100 x 100 x 0,4 mm. Kostenpunkt ca. 20 EURO pro Folie. Als Polarisator wird ein Folienstück in der Größe eines Objektträgers mit Tesafilm auf den Objekttisch geklebt.

 

Polarisator

Polarisator

Ein zweites Folienstück, etwa in der Größe einer 2 EURO-Münze, dient als Analysator und wird direkt auf den Objektträger gelegt. Man hat also ein Sandwich, Objektträger mit Präparat zwischen 2 Polarisationsfiltern.  Verwendet man kein Deckglas, wird die Analysator-Folie besser auf das Okular gelegt. Auf jeden Fall muß der Analysator drehbar sein.

Die Kamera eines Samsung Galaxy S5 dient als Aufnahmegerät. Die  notwendige Halterung  wurde einem Objektiv-Set der Firma CamKix (Amazon) zweckentfremdet. Dieses Set enthält neben der Halterung und einer Schale mit Gewinde noch verschiedene Objektive und ein kleines Stativ mit Kugelkopf. Die Objektive, (finden hier keine Verwendung),  werden mittels dieser Einrichtung vor das Smartphone-Objektiv geschraubt. Solche Sets gibt es für fast alle gängigen Smartphones. Das Set kostet ca. 35 EURO. (Stand April 2016).

 

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Samsung Galayx S5 mit Gewindeschale und Halterung.

Die schwarze Schale setzt man auf das Smartphone und klemmt darüber die Halterung mit dem Stativgewinde an.

Samsung Galaxy S5 mit Halterung zusammengebaut.

Samsung Galaxy S5 mit Gewindeschale und Halterung zusammengebaut.

Um das Smartphone bequem über dem Mikroskop platzieren zu können, kann z.B. das Stativ eines alten Vergrößerungsapparates verwendet werden, an das ein Kugelkopf geschraubt wird. Natürlich muss der Kugelkopf nicht so groß dimensioniert sein wie hier gezeigt. Dieser trägt normalerweise das Gewicht einer Spiegelreflexkamera. Für ein Smartphone reicht ein ganz einfacher, der unter 20 EURO kostet.

 

Smartphone an Stativ

Samsung Galaxy S5 mit Kugelkopf an Stativ.

Das Smartphone wird exakt mit einer Wasserwaage ausgerichtet. Wer keine Wasserwaage besitzt, kein Problem. Man kann sich kostenlos aus dem Internet eine auf das Smartphone herunterladen und es damit sauber ausrichten. Das funktioniert ganz ausgezeichnet, sogar besser, als mit der hier gezeigten externe Wasserwaage.

Jetzt wird der Objektträger mit dem Paracetamol-Kristallen auf dem Objekttisch des Mikroskops plaziert.  Man legt die zweite Polarisationsfilter-Folie darüber. Durch Höhenverstellung des Objekttisches wird scharf gestellt. Dann dreht man die obere Folie, bis der Raum um die farbigen Kristalle herum schwarz ist. Das Mikroskop wird nun unter das Smartphone geschoben und die Kamera eingeschaltet.

Gesamter Aufbau

Gesamter Aufbau

 

Das Smartphone wird soweit heruntergefahren, bis nur noch ein schmaler Spalt zwischen Okular und Smartphone vorhanden ist.

 

Abstand

Abstand

Wenn das Smartphone exakt ausgerichtet ist und das Okular des Mikroskops genau mittig unter dem Kameraobjektiv steht, ist nach dem Scharfstellen am Mikroskop ein scharfes Bild auf dem Smartphone zu sehen, das schwarze Ränder hat wie auf den folgenden Aufnahmen zu sehen ist. Die Bilder sind unbearbeitet. Weder Schärfe, noch Kontrast oder Farbe wurden verändert! Um bei der Aufnahme Verwacklungen zu vermeiden, wurde mit Selbstauslöser ausgelöst.

 

Paracetamol_01

Paracetamol aufgenommen mit Samsung Galaxy S5 und Meopta Feldmikroskop.

 

 

Paracetamol_2

Paracetamol aufgenommen mit Samsung Galaxy S5 und Meopta Feldmikroskop.

 

Paracetamol_3

Paracetamol aufgenommen mit Samsung Galaxy S5 und Meopta Feldmikroskop.

 

Hier ein Beispiel, wenn Okular und Mikroskop nicht exakt ausgerichtet sind:

 

20160424_122811

Kamera-Objektiv und Okular sind nicht exakt ausgerichtet.

 

Manchmal sind Kristalle aus der reinen Spirtus-Lösung nicht sehr schön. Dann kann man zu der Spirituslösung ca. die gleiche Menge destilliertes Wasser geben und erneut eine Probe auf einem Objektträger kristallisieren lassen. Häufig entstehen so noch schönere Kristallbilder. Man kann später auf die Kristall-Proben ein Deckglas legen und die Probe vorsichtig auf einer Herdplatte aufschmelzen. Über Nacht entstehen daraus sehr interessante Kristallformationen.

Es ist doch wirklich erstaunlich, wie man mit relativ einfachen Mitteln in die fantastische Farben- und Formenwelt der Mikrokristalle im polarisierten Licht eintauchen kann. Vielleicht erreicht dieser Beitrag auch experimentierfreudige Schülerinnen und Schüler, die ich ermutigen möchte, erste Schritte in diesem Feld der surrealen Biderwelten zu wagen.

Soviel für heute, liebe Freunde der Mikrokristalle. Es ist Spargelzeit, ein guter Grund sich mit der Asparaginsäure zu befassen, die daher das Thema meines nächsten Blogbeitrags sein wird.

 

Bis dahin wünsche ich eine gute Zeit.

 

H-D-S